1、必考部分 选修3-2 第十章 第3单元 实验:传感器的简单使用1如图10314所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度降低时 ()AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱解析:温度降低时R2的阻值增大,干路电流减小,R1两端电压、电流表示数都减小,灯泡两端电压变大、亮度变强只有C项正确答案:C2(2008江苏高考)2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用
2、在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是 ()A热敏电阻可应用于温度测控装置中B光敏电阻是一种光电传感器C电阻丝可应用于电热设备中D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析:热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以A、B、C三个说法均正确;交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D错误答案:D3如图10315所示的实验电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与D相距很近,下列说法正确的是()A当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率
3、减小C当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变解析:触头P左移,使其电阻减小,流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R的阻值减小,最终达到增大流过灯泡的电流的效果A项正确 答案:A4传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图10316中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成压力传感器表面能承受的最大压强为1107Pa,且已知压力传感器R的电阻
4、与所受压力的关系如下表所示设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8 V,取g10 m/s2.请回答:压力F/N0250500750100012501500电阻R/300270240210180150120(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘_A处(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,则这个人的体重是_ kg.解析:(1)由图表知,踏板空载时,压力传感器电阻R300 ,此时A中电流I A1.6102 A.(2)当电流I20 mA20103 A时,压力传感器的电阻R 240 ,对应表格中,这个人的质量为50 kg.答案
5、:(1)1.6102(2)505温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的如图10317甲所示,电源的电动势E9.0 V,内电阻不计;G为灵敏电流计,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图10317乙所示闭合开关S,当R的温度等于20时,电流表示数I12 mA;当电流表的示数I23.6 mA时,热敏电阻的温度是_.图 10317解析:从图乙查得t20时,R的阻值为4 k由EI1(RRg)得:RgR k4 k0.5 k当I23.6 mA时,设热敏电阻的阻值为R,则RRg k0.5 k2 k从图乙查得此时对应的温度t2120
6、.答案:1206(2009宁夏高考)青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭、黑天打开电磁开关的内部结构如图10318所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接当励磁线圈中电流大于50 mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50 mA时,3、4接通励磁线圈中允许通过的最大电
7、流为100 mA.图10318(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图光敏电阻R1,符号灯泡L,额定功率40 W,额定电压36 V,符号保护电阻R2,符号电磁开关,符号蓄电池E,电压36 V,内阻很小;开关S,导线若干(2)回答下列问题:如果励磁线圈的电阻为200 ,励磁线圈允许加的最大电压为_V,保护电阻R2的阻值范围是_.在有些应用电磁开关的场合,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱3、4之间从断开变为接通为此,电磁开关内部结构应如何改造?请结合本题中电磁开关内部结构图说明答:_.任意举出一个其他的电磁铁应用的例子答:_.解析:(2)UmImR100103200
8、 V20 V;EI(R2R),其中50 mAI100 mA,故R2在160 520 之间 答案:(1)电路原理如图所示(2)20160520把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当磁铁吸合铁片时,3、4之间接通;不吸合时,3、4之间断开电磁起重机7(2008广东高考)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图10319所示的实物图上连线图10319(2)实验的主要步骤:正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电
9、源输出的电流值;在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,_,_,断开开关;重复第步操作若干次,测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得Rt关系图线如图10320所示,请根据图线写出该热敏电阻的Rt关系式:R_t()(保留3位有效数字)图10320解析:每次加热水后,都需要重新读出温度计和电压表的示数根据绘得的Rt图线可以看出,电阻值R与温度t之间是线性关系,故可写成数学表达式Rabt(),其中b为直线斜率,据图线可求b0.400.当t0时,a100 ,所以上式可写为R100(0.4000.005)t.答案:(1)如图(2)记录电压表的示数记录温度计的示数(3)100(0.4000.005)